UHV-CVD系統(tǒng)自組裝生長Si基Ge量子點(diǎn).pdf

1、本論文利用超高真空化學(xué)氣相沉積(UHV-CVD)設(shè)備，系統(tǒng)地研究了外延生長條件對(duì)Si基Ge量子點(diǎn)特性的影響。以自組裝S-K(Stranski-Krastanov)先層后島生長模式的熱力學(xué)及動(dòng)力學(xué)理論為基礎(chǔ)，詳細(xì)分析了生長條件對(duì)量子點(diǎn)形貌、密度、尺寸分布等的影響，得到了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的支持。 　在GeH4流量和溫度不變的情況下，隨著外延時(shí)間增長，島的尺寸增大。當(dāng)島的尺度增加到一定值時(shí)，大島尺寸不會(huì)明顯變化，而小島尺寸和密度一直在增加。熱

2、力學(xué)平衡理論認(rèn)為島的尺寸有一最佳平衡尺寸。 　在GeH4流量和生長時(shí)間不變的情況下，隨著溫度升高3D島的平均尺寸增大，并且密度降低。溫度較低時(shí)形成金字塔形3D島，溫度較高時(shí)更容易形成圓頂形。由動(dòng)力學(xué)理論可知，在3D島自由長大期間，以該3D島為圓心、吸附原子的自由遷移長度1為半徑的區(qū)域內(nèi)的所有吸附原子都可以被這個(gè)3D島所俘獲，且溫度較高時(shí)，原子有足夠的幾率遍歷襯底，與相近的島結(jié)合，因此當(dāng)溫度越高時(shí)，3D島的平均尺寸增大，并且密度降

3、低。相反的，溫度較低，島的尺寸較小，密度較大。 在溫度和生長時(shí)間不變的情況下，GeH4流量增加，生長速率變快，島的密度和尺寸顯著增大，且3D島的尺寸分布更加不均勻。較小的沉積速率，可以使得島的尺寸形狀更均勻，而在大的沉積速率下，島的尺寸形狀更加不規(guī)則。 另外在理論上模擬了全息光刻法制備二維硅基圖形陣列的光強(qiáng)分布和顯影過程，得到優(yōu)化的顯影時(shí)間和酸性腐蝕時(shí)間，通過改變激光波長或入射的角度可以方便的獲得不同的圖形周期。在此基礎(chǔ)